Dr. S. Sobolev (GFZ, Sektion 2.5)
PD Dr. M. Riedel
Aktualisiert am 22. März 2012
| In dem fünftägigen Blockkurs werden geodynamische Aspekte von grundlegenden Fragestellungen der Plattentektonik diskutiert und auf wichtige Konsequenzen eingegangen (Erdbeben und Tsunamis). Dazu werden die Methoden der physikalisch-mathematischen Formulierung der jeweiligen geodynamischen Probleme vorgestellt und ihre numerische Lösung beschrieben. Mit Hilfe von "public domain" Software (wie z.B. CitcomS) sollen die Teilnehmer am Ende des Blockkurses dazu in die Lage versetzt werden, einzelne einfache geodynamische Fallbeispiele selbständig berechnen zu können (z.B. die Wärmeleitung in der Lithosphäre, den konvektiven Wärmetransport im Erdmantel). Die Prüfungsleistung ist eine benotete Hausarbeit im Anschluss an den Kompaktkurs, mit der numerischen MATLAB Lösung eines vorgegebenen (und in den Übungen zuvor ausführlich besprochenen) geodynamischen Problems. |
Blockkurs 12.-20. März 2012
| Vorlesung, Übungen | Masterstudiengang Geowissenschaften |
Mo-Fr 09.15-16.45 |
2.25.D.0.01 (Computer Pool, Campus Golm, Haus 25) | Sobolev, Riedel, Brune |
| Datum | Zeit | Thema | Informationen |
| 12.03.12 | 10.15 - 11.45 Uhr | Introduction, historical notes and overview of major challenges in solid Earth dynamics | Sobolev (Lecture_intro.pdf and readme.pdf) |
| 13.00 - 14.30 Uhr | Working with Linux, MacOSX and MATLAB (MathWorks TechDocs online) | Riedel (intro_matlab.pdf) | |
| 14.45 - 16.15 Uhr | Cooling of an isothermal Earth (1D heat conduction equation) | Riedel (earthage.pdf, heat1D_template.m | |
| 13.03.12 | 09.15 - 10.45 Uhr | Physical background: stress, strain, conservation laws, rheology | Sobolev (Lecture1.pdf) |
| 11.00 - 12.30 Uhr | Overview of numerical methods in geodynamics | Sobolev (Lecture2.pdf and related movie files) | |
| 13.30 - 15.00 Uhr | Derivation of the conservation equations for mass, momentum and energy (basic equations for geodynamic problem sets) | Riedel (tutorial1.pdf) | |
| 15.15 - 16.45 Uhr | FD methods to solve 1D partial differential equations (MATLAB) | Riedel (tutorial2.pdf, Lord_Kelvin_BTCS_template.m, cranknicholson.m, cranknicholson.pdf) | |
| 14.03.12 | 09.15 - 10.45 Uhr | Global geodynamic models - towards modeling of plate tectonics | Sobolev (Lecture3.pdf and Stadler et al., 2010) |
| 11.00 - 12.30 Uhr | Modeling of key geodynamic processes beyond plate tectonics: Plumes, Large Igneous Provinces and their climate impact | Sobolev (Lecture4.pdf and related movie files) | |
| 13.30 - 15.00 Uhr | FD methods to solve 2D partial differential equations (MATLAB) | Riedel (tutorial3.pdf, heat2D_explicit_template.m) | |
| 15.15 - 16.45 Uhr | Thermal structure of oceanic and continental lithosphere: influence of mantle heat flow | Riedel (kelvins_mistake.pdf, crough77.pdf, wortel88_appendix.pdf, doin96.pdf) | |
| 15.03.12 | 09.15 - 10.45 Uhr | Modeling of key plate-tectonic processes (I): Rifting and Continental Break-Up, Transform boundaries | Sobolev (Lecture5.pdf and related movie files) |
| 11.00 - 12.30 Uhr | Modeling of key plate-tectonic processes (II): Subduction Initiation, Mature Subduction, Collision | Sobolev (Lecture6.pdf and related movie files) | |
| 13.30 - 15.00 Uhr | Subduction modeling with MATLAB | Riedel (temspol.pdf, temspol.tgz) | |
| 15.15 - 16.45 Uhr | Using public domain software (citcom) to model thermal convection in the Earth's mantle | Riedel (intro_citcom.pdf) | |
| 16.03.12 | 09.15 - 10.45 Uhr | Application of geodynamic modeling: Earthquakes, Tsunami early warning | Sobolev (Lecture7.pdf, movie file and reading list) |
| 11.00 - 12.30 Uhr | Earthquakes and Tsunamis - numerical modeling and real-time predictions | Brune, Sobolev (Lecture8.pdf) | |
| 13.30 - 15.00 Uhr | Lithospheric strength profiles | Brune (tutorial4.pdf and related source files) | |
| 15.15 - 16.45 Uhr | Computing uplift of 1D faults (MATLAB) | Brune (tutorial5.pdf and related source files) | |
| 19.03.12 | 12.00 - 13.30 Uhr | The Rayleigh-Taylor instability: An Introduction | Riedel (Simulation.ppt, Diapirism.pdf, Homework.pdf) |
| 13.45 - 16.45 Uhr | Using CitcomS to model mantle convection, output visualization using Paraview | Gaßmöller, Dannberg (tutorial6.pdf) | |
| 20.03.12 | 10.00 - 16.00 Uhr | Visit to Section 2.5 Geodynamic Modeling at GFZ Potsdam | Sobolev (and group members) |
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Literaturempfehlungen
Turcotte, D.L. and Schubert, G., 1982, Geodynamics - Applications of continuum physics to geological problems, J. Wiley & Sons, New York (info here).
Gerya, T., 2009, Introduction to numerical geodynamic modeling, Cambridge University Press, Cambridge
(info here).
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